SolidWorks鈑金設計——鈑金基礎知識

2013-07-07 by:廣州SolidworksUGCatia培訓中心來源:仿真在線

一.鈑金所用材料

常用材料有:冷軋板SPCC、電解板SECC、普通鋁板及鋁合金板AL3003-H14、AL5052-H32,不銹鋼板、花紋板SGEC.鍍鋁鋅鋼板.

1.冷軋板.簡稱SPCC,用于表面處理是電鍍五彩鋅或烤漆件使用.

2.鍍鋅板.簡稱SECC,用于表面處理是烤漆件使用.在無特別要求下,一般選用SPCC,可減少成本.

3.銅板.一般用于鍍鎳或鍍鉻件使用,有時不作處理.跟據(jù)客戶要求而定.

4.鋁板.一般用于表面處理是鉻酸鹽或氧化件使用.

5.不銹鋼板.分鏡面不銹鋼和霧面不銹鋼,它不需要做任何處理.

6.鋁型材.一般用于表面處理是鉻酸鹽或氧化件使用.主要起支撐或連接作用,大量用于各種插箱中.

下面是常用板厚使用較多的零件類型。

T=0.5, 壓紙片等

T=1 ,箱體外殼類,小支架,筋類(一般用于折彎刀數(shù)多,尺寸誤差小的零件,易變形校正)

T=1.5,安裝板類,底梁托板類。

T=2 ,墊片,安裝板等

T=3 ,撐架側筋類,隔板,固定架類

T=4

T=5 ,支撐板

T=8 ,側板

二.鈑金加工方法

1.下料方法下料是將厚材料按需要切成壞料,鈑金下料的方法很多.按機床的類型和工作原理可分為剪切、銑切、沖切、氧氣切割和激光切割。

三.鈑金聯(lián)接方法

鈑金聯(lián)接主工采用焊接、螺紋聯(lián)接、鉚接和粘接.我們公司采用的聯(lián)接方式:焊接、螺紋聯(lián)接

觀察鈑金件焊接,可以注意到很多鈑金件焊接的結構和要注意的尺寸。

1.焊接是對焊件進行局部或整體加熱或使焊件產(chǎn)生塑性變形,或加熱與塑性變形同時進行,實現(xiàn)永久連接的工藝方法.可分為:手工電弧焊、氣體保護電弧焊、激光焊、氣焊、段焊和接觸焊.我們公司主要采用氣體保護焊(氬氣和二氧化碳保護焊)和點焊。

1.1氣體保護電弧焊在進行氣體保護電弧焊時,電極電弧區(qū)及焊接熔池都處在保護氣體的保護下.采用氬氣保護焊縫表面沒有氧化物及夾雜物.可以在任何空間位置施焊,可以用肉眼觀察焊縫的成形過程并進行調整,生產(chǎn)效率高.

①氬弧焊簡介

氬弧焊技術是在普通電弧焊的原理的基礎上,利用氬氣對金屬焊材的保護,通過高電流使焊材在被焊基材上融化成液態(tài)形成溶池,使被焊金屬和焊材達到冶金結合的一種焊接技術,由于在高溫熔融焊接中不斷送上氬氣,使焊材不能和空氣中的氧氣接觸,從而防止了焊材的氧化,因此可以焊接銅、鋁、合金鋼等有色金屬。氬弧焊按照電極的不同分為熔化極氬弧焊和非熔化極氬弧焊兩種。

1.非熔化極氬弧焊

工作原理及特點:非熔化極氬弧焊是電弧在非熔化極(通常是鎢極)和工件之間燃燒,在焊接電弧周圍流過一種不和金屬起化學反應的惰性氣體(常用氬氣),形成一個保護氣罩,使鎢極端頭,電弧和熔池及已處于高溫的金屬不與空氣接觸,能防止氧化和吸收有害氣體。從而形成致密的焊接接頭,其力學性能非常好。鎢極氬弧焊一般只適于焊接厚度小于6mm的工件。

2.熔化極氬弧焊

工作原理及特點 :焊絲通過絲輪送進,導電嘴導電,在母材與焊絲之間產(chǎn)生電弧,使焊絲和母材熔化,并用惰性氣體氬氣保護電弧和熔融金屬來進行焊接的。它和鎢極氬弧焊的區(qū)別:一個是焊絲作電極,并被不斷熔化填入熔池,冷凝后形成焊縫;另一個是采用保護氣體,隨著熔化極氬弧焊的技術應用,保護氣體已由單一的氬氣發(fā)展出多種混合氣體的廣泛應用,如以氬氣或氦氣為保護氣時稱為熔化極惰性氣體保護電弧焊(在國際上簡稱為MIG焊);以惰性氣體與氧化性氣體(O2,CO2)混合氣為保護氣體時,或以CO2氣體或CO2+O2混合氣為保護氣時,或以CO2氣體或CO2+O2混合氣為保護氣時,統(tǒng)稱為熔化極活性氣體保護電弧焊(在國際上簡稱為MAG焊)。從其操作方式看,目前應用最廣的是半自動熔化極氬弧焊和富氬混合氣保護焊,其次是自動熔化極氬弧焊。

氬氣是最常用的惰性氣體是氬氣。它是一種無色無味的氣體,在空氣的含量為0.935%(按體積計算),氬的沸點為-186℃,介于氧和氦的沸點之間。氬氣是氧氣廠分餾液態(tài)空氣制取氧氣時的副產(chǎn)品。

氬焊產(chǎn)生的熱量特別大,對工件有很大影響,使工件很容易變形,而薄材則更容易燒壞.

鋁材的焊接: 鋁及鋁合金的溶點低,高溫時強度和塑形低,焊接不慎會燒穿且在焊縫面會出現(xiàn)焊瘤.如果兩鋁材平面焊接,通常在其中一面沖塞焊孔,以增強焊接強度. 如果是長縫焊,一般進行分段點固焊, 點焊的長度為30mm左右(金屬厚度2mm~5mm).

鐵材的焊接:兩工件垂直焊接時,可考慮在這兩個工件上分別開工藝定位孔及定位口使其自身就能定位.且端口不能超出另一工件的料厚,也可以沖定位點,使工件定位且需用夾具將被焊處夾緊,以免使工件受熱影響而導致尺寸不準.

氬弧缺陷:氬弧焊容易將工件燒壞,導致產(chǎn)生缺口.焊后的工件需要在焊接處進行打磨及拋光.

當工件展開發(fā)生干涉或工件太大,可考慮將該工件分成若干部分然后通過氬弧焊來克服,

使其被焊成一體。

co2氣體保護焊工藝

以CO2作保護氣體,依靠焊絲與焊件之間的電弧來熔化金屬的氣體保護焊的方法稱CO2焊。這種焊接法采用焊絲自動送絲,敷化金屬量大、生產(chǎn)效率高、質量穩(wěn)定,且成本相當?shù)?。因此,在國內外獲得廣泛應用。一般適用于大于2mm厚的鋼材焊接, 像低熔點金屬如:鋁、錫、鋅等不能使用

氣體保護焊的特點

1)采用明弧焊接,熔池可見度好,操作方便,適宜于全位置焊接。并且有利于焊接過程中的機械化和自動化,特別是空間位置的機械化焊接。

2)電弧在保護氣體的壓縮下熱量集中,焊接速度較快,熔池小,熱影響區(qū)窄,焊件焊后的變形小,抗裂性能好,尤其適合薄板焊接。

3)用氬、氦等惰性氣體焊接化學性質較活潑的金屬和合金時,具有較好的焊接質量。

4)在室外作業(yè)時,必須設擋風裝置才能施焊,電弧的光輻射較強,焊接設備比較復雜。

但飛濺的熔渣很多

CO2保護焊的常見缺陷有:裂紋、未熔合、氣孔、未焊透、夾渣、飛濺、熔透過大等。

手工電弧焊、氬弧焊與CO2保護焊優(yōu)缺點比較

	優(yōu)點	缺點
手工電弧焊	焊接材料廣、使用場合廣、接頭裝配質量要求低	工作效率低、焊接質量依賴操作工人技術性較強
CO2保護涵	生產(chǎn)效率高、焊接成本低、焊縫抗銹蝕能力強、焊接形成過程易觀察,易于控制焊接質量	焊接表面不平滑、飛濺較多、設備復雜、施工場合有限
氬弧焊	變形小,適于焊接1.5mm以下的薄板材料、焊接無飛濺無氣孔焊后可不去焊渣、焊接材料廣、質量高焊接	工作效率低、成本高、易受鎢極污染,特殊場合需增加防風措施

1.2接觸焊,即壓力焊

接觸焊是瞬時加熱連接部位在熔化狀態(tài)或非熔化狀態(tài)下對被焊件加壓形成焊接接頭的焊接方法.它可分為對焊、點焊和縫焊.

點焊的總厚度不得超過8mm,焊點的大小一般為2T+3(2T表示兩焊件的料厚),由于上電極是中空并通過冷卻水來冷卻.因此電極不能無限制的減小,最小直徑一般為3~4mm.

點焊的工件必須在其中相互接觸的某一面沖排焊點,以增加焊接強度,通常排焊點大小為Φ1.5~2.5mm高度為0.3mm左右.

兩焊點的距離:焊件越厚兩焊點的中心距也越大,偏小則過熱使工件容易變形, 偏大則強度不夠使兩工件間出現(xiàn)裂縫.通常兩焊點的距離不超過35mm(針對2mm以下的材料).

焊件的間隙:在點焊之前兩工件的間隙一般不超過0.8mm,當工件通過折彎后再點焊時,此時排焊點的位置及高度非常重要,如果不當,點焊容易錯位或變形,導致誤差較大.

點焊的缺陷:

(1)破損工件的表面, 焊點處極易形成毛刺須作拋光及防銹處理.

(2)點焊的定位必須依賴于定位治具來完成, 如果用定位點來定位其穩(wěn)定性不佳.

2.螺紋聯(lián)接

螺紋聯(lián)接具有安裝

容易、拆卸方便、操作簡單等優(yōu)點,常用于可拆的鋼結構連接.它可分為螺釘聯(lián)接和螺栓聯(lián)接.

3.鉚接

鉚接是用鉚釘將金屬結構的零件或組合件連接在一起的方法,鉚釘種類較多,常用的鉚釘有封閉形圓頭抽芯鉚釘、封閉形沉頭抽芯鉚釘及開口型圓頭抽芯鉚釘、開口型沉頭抽芯鉚釘。

四.鈑金表面處理方式

表面處理.表面處理一般有磷化皮膜、電鍍五彩鋅、鉻酸鹽、烤漆、氧化等.磷化皮膜一般用于冷軋板和電解板類,其作用主要是在料件表上鍍上一層保護膜,防止氧化;再來就是可增強其烤漆的附著力.電鍍五彩鋅一般用冷軋板類表面處理;鉻酸鹽、氧化一般用于鋁板及鋁型材類表面處理;其具體表面處理方式的選用,是根據(jù)產(chǎn)品的要求而定。

1. 拉絲

2. 噴砂

3. 烤漆、噴粉、主要技術指標:光澤度、膜厚和色差

烤漆前的表面處理:除銹,除油,磷化處理.

烤漆對工件一般要求及工藝處理:

(1) 烤漆對工件表面要求平整,凹凸不平影響外觀.

(2) 在要求的烤漆面上如有通孔,工藝安排時須對該孔作單邊加0.1mm處理,以避免因烤漆導致該孔減小.

(3) 在烤漆面如有通孔螺柱,螺母及直接攻芽螺紋則須注明并特別提醒注意以避免烤漆粘附在螺紋上而導致不良.

(4) 烤漆后的工件一般不能受外界的沖擊力,如折彎,沖壓等.以避免烤漆層脫落.
4. 電鍍:主要鍍五彩鋅、白鋅、黑鋅、鍍鉻

5. 拋光

6. 氧化

五.鈑金加工主要設備

1.下料設備:普通剪床、數(shù)控剪床、激光切割機、數(shù)控沖床、線切割

激光切割:

激光切割是由電子放電作為供給能源,利用反射鏡組聚焦產(chǎn)生激光光束作熱源的一種無接觸切割技術,利用這種高密度光能來實現(xiàn)對鈑金件的打孔及落料。

特點:切割形狀多樣化,切割速度比線切割快,熱影響區(qū)小,材料不會變形,切口細,精度及質量高,噪聲小,無刀具磨損,無需考慮切割材料的硬度,可加工大型,形狀復雜及其它方法難以加工的零件。但其成本較高,同時會損壞工件的支撐臺,而且切割面易沉積氧化膜,難處理。一般只適合單件和小批量加工。

注意的問題及要求:一般只用于鋼板。鋁板及銅板一般不能用,因為材料傳熱太快,造成切口周圍融化,不能保證加工精度及質量。激光切割端面有一層氧化皮,酸洗不掉,有特殊要求的切割端面要打磨;激光切割密孔變形較大,一般不用激光切割密孔。

線切割:

線切割是把工件和電極絲(鉬絲,銅絲)各作為一極,并保持一定距離,在有足夠高的電壓時形成火花隙,對工件進行電蝕切割的加工方法,切除的材料由工作液帶走。

特點:加工精度高,但加工速度較低,成本較高,且會改變材料表面性質。一般用于模具加工,不用作加工生產(chǎn)用零件。有些單板型材面板的方孔沒有圓角,無法銑削,又因為鋁合金不能用激光切割,如果沒有沖壓空間不能沖壓,只能采取線切割加工,速度很慢,效率非常低,無法適應批量生產(chǎn),設計應該避免這種情況。

2.成形設備:普通沖床、網(wǎng)孔機、折床和數(shù)控折床。

3.焊接設備:氬弧焊機、二氧化碳保護焊機、點焊機、機器人焊機。

4.表面處理設備:拉絲機、噴沙機、拋光機、電鍍槽、氧化槽烤漆線

5.調形設備:校平機

六.典型鈑金件加工流程

圖面展開編程下料(剪、沖、割) 沖網(wǎng)孔校平拉絲沖凸包沖撕裂壓鉚折彎焊接表處組裝

七.鈑金加工工藝.鈑金加工時會經(jīng)常遇到一些問題,需要你去優(yōu)化它的工藝,使其成為一個良品或達到一個特定的目的.下面就簡單來介紹一下我們在鈑金加工時,經(jīng)常要注意到的一些工藝問題和技巧。

1. 門板類,一般是利用長邊包短邊的加工方式,然后在相應角落處開工藝孔,工藝孔的大小一般由板厚而定,板厚增大時,工藝孔的大小也要相應增大,否則折彎時會產(chǎn)生棱角.

2. 焊接件,一般是利用治具、孔或凸包來定位焊接.可減少定位時所浪費的工時,保證尺寸,提高工作效率,減少成本.在一些比較難定位的焊接時,一般使用凸包或孔定位.

3. 電鍍件,因電鍍液對料件有腐蝕作用,所以一般要在電鍍件的角落處,增加工藝孔,方便電鍍液及時排出,確保質量.

4. 對于一此較大鈑金件來說,對材料又會造成一定的浪費時,我們要考慮將其折成幾個子件分開加工,然后再將其焊在一起,即保證了質量,又減少了對材料的浪費,節(jié)約了成本.

其他:

5. 翻邊攻絲.翻邊又叫抽孔,就是在一個較小的基孔上抽成一個稍大的孔,再在抽孔上攻絲.這樣做可增加其強度,避免滑牙.一般用于板厚比較薄的鈑金加工.當板厚較大時,如2.0、2.5等以上的板厚,我們便可直接攻絲,無須翻邊.

6. 合理選擇間隙及包邊方式:開合適的工藝孔(槽)來減小板材的拉傷,同時也方便折彎.包邊的方式一般采用長邊包短邊的方式(視情況而定).

7. 公差的合理性:對于圖面要求走公差的地方一定要合理分配公差.若為電鍍,可不考慮公差,若為烤漆,則外形必須走負差,孔位須走正差.

8. 毛刺方向:對于門板類及盒體類必須考慮毛刺方向,一般繪制完圖后如料件正面在內,可使用鏡像命令反轉圖面再標注尺寸.要保證毛刺在料件反面為原則(數(shù)控沖床的排版方向要考慮到正反面及毛刺方向,特別是表面不處理的不銹鋼件亮面方向的選擇)。

9. 刀具的合理選擇:對于需用特殊刀具加工的地方,先查看公司刀具表確定有無此刀具,若無看是否可作工藝上的改進,無法修正時要請購刀具.

10.膜厚:對于烤漆、噴粉的料件一定要考慮膜厚.通常情況下,對于孔烤漆件要加大0.1~0.2噴粉件要加大0.2~0.3(具體視情況而定),根據(jù)情況,如未考慮烤漆掉掛工藝孔,而該類零件又無其它孔,在展開時考慮加開掉掛工藝孔。

11.易出錯的地方需重點提示,如那些大體上對稱,但有幾個處不易明顯區(qū)別的零件的折彎,一定要加以注明,而且要用較大的文字在展開圖較明顯的空白地方加以說明,使操作者不會因圖面問題而產(chǎn)生制作錯誤.部分復雜的零件可在展開圖上畫出折彎示意圖,折彎示意圖一定要與圖面相符,不給操作者產(chǎn)生誤導。

開放分享：優(yōu)質有限元技術文章,助你自學成才